JP7535941B2 - Prescribing soil additives for improving soil water infiltration and/or adjusting soil water repellency - Google Patents
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Description
本発明は、土壌の水浸潤性を改良し、及び/又は土壌の撥水性を調節するための土壌添加剤を指示する方法、対応する装置、並びに対応する装置の使用に関する。 The present invention relates to a method for directing a soil additive to improve the water infiltration properties of soil and/or to adjust the water repellency of soil, a corresponding device, and the use of the corresponding device.
不十分な土壌の水浸潤性は農業生産の多くの分野に影響を及ぼす重大な問題である。土壌の水浸潤性は地面の水が土壌に入っていく過程を説明する。土壌の撥水性は土壌の疎水性又は撥水挙動に関する土壌の物理的特性を説明し、この特性は土壌断面中への水の浸潤を防ぎ、即ち、土壌は水滴が表面に付いたとき自発的に濡れることはない。効率的な農業利用のためには土壌は疎水性すぎる。 Insufficient soil water infiltration is a significant problem affecting many areas of agricultural production. Soil water infiltration describes the process by which ground water enters the soil. Soil water repellency describes the physical property of soil that relates to the hydrophobic or water-repellent behavior of the soil, which prevents water from infiltrating into the soil profile, i.e., the soil does not spontaneously wet when a drop of water lands on the surface. The soil is too hydrophobic for efficient agricultural use.
特許文献１は、土壌分析に基づいて農業システムを制御するシステム及び方法を記載している。そこに記載されている農業システムは、その農業システムの進む方向に対して地面係合具の前方に配置された農業用土壌分析装置を含む。そこに記載されている農業用土壌分析装置は進む方向に対して土壌コンディショナーの前方の土壌のパラメーターを示す第1の信号を出力するように構成されている。そこに記載されている農業システムはまた、農業用土壌分析装置と通信可能に連結した制御装置も含む。 US Patent Publication No. 2009/0133963 describes a system and method for controlling an agricultural system based on soil analysis. The agricultural system described therein includes an agricultural soil analyzer disposed forward of a ground engaging tool relative to a direction of travel of the agricultural system. The agricultural soil analyzer described therein is configured to output a first signal indicative of a parameter of the soil forward of a soil conditioner relative to the direction of travel. The agricultural system described therein also includes a control device communicatively coupled to the agricultural soil analyzer.
特許文献２は、土壌の撥水性を低下させる方法及び組成物を記載している。そこに記載されている方法は土壌上でロボットプラットフォームを移動させることによりロボットプラットフォーム上で土壌プローブを使用して土壌試料を採取することを含む。そこに記載されている手法では更に、土壌試料が実験室においてロボットプラットフォーム上で分析され、土壌分析からデータが生成する。生成したデータはロボット車両を用いて遠隔地に送られる。 U.S. Patent No. 5,399,633 describes a method and composition for reducing the water repellency of soil. The method described therein includes collecting soil samples using a soil probe on a robotic platform by moving the robotic platform over the soil. The method described therein further includes analyzing the soil samples on the robotic platform in a laboratory and generating data from the soil analysis. The generated data is transmitted to a remote location using the robotic vehicle.
特許文献３は、土壌試料採取組立品を記載している。そこに記載されている土壌試料採取器組立品はユーティリティービークル及びこのユーティリティービークルに結合した土壌試料採取器モジュールを含む。そこに記載されているユーティリティービークルは運転室（cab）を含んでおり、土壌試料採取器モジュールは土壌試料を運転室に置くように構成されている。例えば、そこに記載されている土壌試料採取器組立品は土壌試料を運転室に運ぶように構成されているコンベヤーシステムを含む。コンベヤーシステムは中央コンベヤー及びこの中央コンベヤーに供給する側部コンベヤーを含む。中央コンベヤーは移動軌道上にある。 U.S. Patent No. 5,399,933 describes a soil sampler assembly. The soil sampler assembly described therein includes a utility vehicle and a soil sampler module coupled to the utility vehicle. The utility vehicle described therein includes a cab, and the soil sampler module is configured to place a soil sample in the cab. For example, the soil sampler assembly described therein includes a conveyor system configured to transport the soil sample to the cab. The conveyor system includes a central conveyor and side conveyors that feed the central conveyor. The central conveyor is on a moving track.
従って、本発明の目的は、改良された土壌の水浸潤性を提供することである。 Accordingly, it is an object of the present invention to provide improved water infiltration properties of soil.
上記及び他の目的は本発明の主題により解決される。 These and other objects are achieved by the subject matter of the present invention.
本発明の第1の態様に従って、土壌の水浸潤性を改良し、及び/又は土壌の撥水性を調節するための土壌添加剤を指示する方法であって、
- 少なくとも1つの土壌試料を準備し、
- 少なくとも1つの土壌試料を調製処理し、
- 少なくとも1つの所定量の水を少なくとも1つの土壌試料に供給し、
- 少なくとも1つの土壌試料と少なくとも1つの供給された所定量の水との接触に起因して吸収された少なくとも1つの土壌試料の水の量を決定し、
- 決定された水の吸収量及び水飽和の程度に基づいて少なくとも1つの土壌試料の浸潤速度を計算し、
- 少なくとも1つの土壌試料の計算された浸潤速度に基づいて複数の土壌添加剤のリストから使用すべき少なくとも1種の土壌添加剤を指示する
ステップを含む、方法が提供される。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for directing a soil additive for improving the water infiltration properties of a soil and/or adjusting the water repellency of a soil, comprising the steps of:
- preparing at least one soil sample;
- preparing and treating at least one soil sample;
- providing at least one predetermined amount of water to at least one soil sample;
- determining an amount of water in the at least one soil sample that is absorbed due to contact of the at least one soil sample with the at least one provided amount of water;
- calculating the infiltration rate of at least one soil sample based on the determined water uptake and degree of water saturation;
- indicating at least one soil additive to be used from a list of a plurality of soil additives based on the calculated infiltration rate of the at least one soil sample.
本発明は、例えば、土壌の水浸潤性を改良し、及び/又は土壌の撥水性を調節する(例えば低減する)複数の利用可能な界面活性剤の決定から選択される土壌添加剤の適当な選択に関する指示及び推奨を提供する。 The present invention provides instructions and recommendations regarding the appropriate selection of a soil additive, for example, selected from a determination of multiple available surfactants that improve the water infiltration properties of the soil and/or modulate (e.g., reduce) the water repellency of the soil.
本発明の1つの実施形態によると、調製処理するステップは、
- 少なくとも1つの土壌試料を篩にかけること、及び/又は
- 少なくとも1つの土壌試料を空気乾燥すること
を含む。
According to one embodiment of the present invention, the preparation step comprises:
- sieving at least one soil sample; and/or
- air drying at least one soil sample.
本発明の別の実施形態によると、方法の少なくとも1つのステップはハイスループットスクリーニングにより行われる。 According to another embodiment of the invention, at least one step of the method is performed by high-throughput screening.
本発明の1つの実施形態によると、少なくとも1つの土壌試料と少なくとも1つの供給された所定量の水との接触に起因して吸収された少なくとも1つの土壌試料の水の量を決定するステップは、
- 視覚による試料検査により浸潤前線を時間と共に記録すること、及び/又は
- 浸潤計を使用すること、及び/又は
- 透水計を使用すること
を含む。
According to one embodiment of the present invention, the step of determining the amount of water of the at least one soil sample absorbed due to contact of the at least one soil sample with at least one supplied amount of water comprises:
- recording the invasion front over time by visual inspection of samples, and/or
- using an infiltrometer, and/or
- Including the use of a permeameter.
本発明のもう1つ別の実施形態によると、決定された水の吸収量に基づいて少なくとも1つの土壌試料の浸潤速度を計算するステップは、
- 水浸潤時間を計算すること、及び/又は
- 水保持容量を計算すること
を含む。
According to another embodiment of the present invention, the step of calculating the infiltration rate of the at least one soil sample based on the determined water uptake comprises:
- Calculating the water soak time, and/or
- Includes calculating water holding capacity.
本発明の更に別の実施形態によると、少なくとも1つの土壌試料の計算された浸潤速度に基づいて複数の土壌添加剤のリストから使用すべき少なくとも1種の土壌添加剤を指示するステップは、
- 使用すべき少なくとも1種の土壌添加剤の種類を指示すること、及び/又は
- 使用すべき少なくとも1種の土壌添加剤の濃度を指示すること、及び/又は
- 使用すべき少なくとも1種の土壌添加剤の量を指示すること
を含む。
According to yet another embodiment of the present invention, the step of indicating at least one soil additive to be used from the list of the plurality of soil additives based on the calculated infiltration rate of the at least one soil sample comprises:
- indicating the type of at least one soil additive to be used; and/or
- indicating the concentration of at least one soil additive to be used; and/or
- indicating the amount of at least one soil additive to be used.
本発明の更なる実施形態によると、方法は、少なくとも1つの土壌条件を規定するステップを更に含み、使用すべき少なくとも1種の土壌添加剤を指示することが、その規定された少なくとも1つの土壌条件に更に基づく。 According to a further embodiment of the invention, the method further comprises the step of defining at least one soil condition, and indicating the at least one soil additive to be used is further based on the defined at least one soil condition.
言い換えると、土壌条件(例えば土壌の水分)は天気予報に関係し得る。加えて、未来の期日又は未来の時点の土壌条件は未来の期日又は未来の時点に関する天気予報に相関し得る。 In other words, soil conditions (e.g., soil moisture) may be related to a weather forecast. Additionally, soil conditions at a future date or time may be correlated to a weather forecast for the future date or time.
本発明の更なる実施形態によると、本診断デバイス及びプロトコル又は方法は、様々な土壌の水浸潤における界面活性剤の使用の利益及び、乾燥播種の特徴として土壌が乾燥している(標準的な程度に乾燥されている)場合、特定の土壌に対する最適な界面活性剤の種類を決定する。 According to further embodiments of the present invention, the diagnostic device and protocol or method determines the benefits of using surfactants in water infiltration of various soils and the optimal surfactant type for a particular soil when the soil is dry (normally dry) as characteristic of dry sowing.
本発明の更なる実施形態によると、デバイス及びプロトコルは水浸潤性と初期土壌水分レベルとの関連を規定するために相関関係を築き上げるように構成されている。 According to further embodiments of the present invention, the device and protocol are configured to establish a correlation to determine the relationship between water wettability and initial soil moisture level.
これにより、
(a)より湿った土壌条件で播種する場合の界面活性剤の使用量の値及び最良の界面活性剤、並びに
(b)天気予報により発表された予測された季節的降雨の下での界面活性剤の影響
に関する判定をなすことが可能になる。即ち、播種時期及び将来の生育期の両方の予測される天気気候及び土壌条件下で界面活性剤の使用量を評価することができる。よって、本発明は、予後の成果に関して、単なる診断手法のみにではなく、土壌パラメーターの制御にも提供する。
This means:
(a) surfactant dosage values and best surfactants for sowing in wetter soil conditions; and
(b) It allows a determination to be made regarding the effect of surfactants under predicted seasonal rainfall as announced by weather forecasts, i.e., surfactant usage can be evaluated under predicted weather climate and soil conditions both at the time of sowing and in future growing seasons. Thus, the present invention provides not only a diagnostic tool but also control of soil parameters with respect to prognostic outcomes.
言い換えると、土壌中の水分を、土壌の水浸潤性及び/又は土壌の撥水性の界面条件及び飽和度を説明する関数のパラメーターとして制御し得る。 In other words, the water content in the soil can be controlled as a parameter of a function that describes the interface conditions and the degree of saturation of the soil's water infiltrability and/or water repellency.
本発明の1つの実施形態によると、土壌界面活性剤を指示するステップで指示される少なくとも1種の土壌添加剤は、界面活性剤、好ましくは非イオン性界面活性剤、特にエチレンオキシド/プロピレンオキシドブロックコポリマー及びC6-C20-アルキルポリグリコシドからなる群から選択される非イオン性界面活性剤から選択される。 According to one embodiment of the invention, the at least one soil additive indicated in the step of indicating a soil surfactant is selected from surfactants, preferably non-ionic surfactants, in particular non-ionic surfactants selected from the group consisting of ethylene oxide/propylene oxide block copolymers and C6 - C20 -alkyl polyglycosides.
本発明の1つの実施形態によると、少なくとも1種の土壌添加剤は、例えば、界面活性剤、界面活性剤の混合物、又は界面活性剤と界面活性剤であり得るハイドロトロープ剤との混合物を含み得る。 According to one embodiment of the present invention, the at least one soil additive may include, for example, a surfactant, a mixture of surfactants, or a mixture of a surfactant and a hydrotrope agent, which may be a surfactant.
本発明の1つの実施形態によると、少なくとも1種の土壌添加剤は、例えば、界面活性剤及び/又は界面活性剤の組合せを含み得る。 According to one embodiment of the present invention, the at least one soil additive may include, for example, a surfactant and/or a combination of surfactants.
本発明の第2の態様に従って、土壌の水浸潤性を改良し、及び/又は土壌の撥水性を調節するための土壌添加剤を指示する装置であって、
- 少なくとも1つの土壌試料を準備するように構成された試料準備手段、
- 少なくとも1つの土壌試料の調製処理を行うように構成された試料調製手段、
- 少なくとも1つの所定量の水を少なくとも1つの土壌試料に供給するように構成された水供給手段、
- 少なくとも1つの土壌試料と少なくとも1つの供給された所定量の水との接触に起因して吸収された少なくとも1つの土壌試料の水の量を決定するように構成された水量決定手段、
- 決定された水の吸収量及び水飽和の程度に基づいて少なくとも1つの土壌試料の浸潤速度を計算するように構成された浸潤速度計算手段、
- 少なくとも1つの土壌の計算された浸潤速度に基づいて使用すべき少なくとも1種の土壌添加剤を複数の土壌添加剤のリストから指示するように構成された指示手段
を含む、装置が提供される。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an apparatus for indicating a soil additive for improving the water infiltrability of a soil and/or adjusting the water repellency of a soil, comprising:
- sample preparation means configured to prepare at least one soil sample;
- sample preparation means configured to perform a preparation process of at least one soil sample;
- water supply means configured to supply at least one predetermined amount of water to the at least one soil sample;
- water amount determining means configured to determine an amount of water of the at least one soil sample absorbed due to contact of the at least one soil sample with at least one provided amount of water;
- infiltration rate calculation means configured to calculate an infiltration rate of the at least one soil sample based on the determined water uptake and degree of water saturation;
An apparatus is provided, comprising: indicating means configured to indicate at least one soil additive from a list of a plurality of soil additives to be used based on a calculated infiltration rate of at least one soil.
本発明の更なる実施形態によると、装置はハンドヘルド型装置である。 According to a further embodiment of the invention, the device is a handheld device.
本発明の更なる実施形態によると、装置はハイスループットスクリーニングを行うように構成されている。 According to a further embodiment of the invention, the device is configured to perform high throughput screening.
本発明の更なる実施形態によると、試料調製手段は、
- 少なくとも1つの土壌試料を篩にかける、及び/又は
- 少なくとも1つの土壌試料の空気乾燥を行う
ように構成されている。
According to a further embodiment of the invention, the sample preparation means comprises:
- sieving at least one soil sample; and/or
- configured for air drying of the at least one soil sample;
本発明の第3の態様に従って、本発明の第2の態様のいずれかの実装形態による装置の、土壌の水浸潤性を改良し、及び/又は土壌の撥水性を調節する(好ましくは低減する)少なくとも1種の土壌添加剤を指示するための使用が提供される。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a use of a device according to any implementation of the second aspect of the present invention for directing at least one soil additive that improves the water infiltrability of the soil and/or modulates (preferably reduces) the water repellency of the soil.
本発明の更なる実施形態によると、使用は、界面活性剤、好ましくは非イオン性界面活性剤、特にエチレンオキシド/プロピレンオキシドコポリマー及びアルキルポリグリコシドからなる群から選択される非イオン性界面活性剤から選択される少なくとも1種の土壌添加剤を指示するためのものである。 According to a further embodiment of the invention, the use is for directing at least one soil additive selected from surfactants, preferably non-ionic surfactants, in particular non-ionic surfactants selected from the group consisting of ethylene oxide/propylene oxide copolymers and alkyl polyglycosides.
本発明の方法を実行するコンピュータープログラムはコンピューター可読媒体に記憶され得る。コンピューター可読媒体はフロッピーディスク、ハードディスク、CD、DVD、USB(Universal Serial Bus)記憶装置、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)及びEPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)であり得る。 The computer program for carrying out the method of the present invention may be stored on a computer-readable medium. The computer-readable medium may be a floppy disk, a hard disk, a CD, a DVD, a Universal Serial Bus (USB) storage device, a Random Access Memory (RAM), a Read Only Memory (ROM) and an Erasable Programmable Read Only Memory (EPROM).
コンピューター可読媒体はまた、プログラムコードをダウンロードすることが可能なデータ通信ネットワーク、例えばインターネットであってもよい。 The computer readable medium may also be a data communications network, such as the Internet, from which the program code can be downloaded.
本明細書に記載されている方法、システム及び装置は、デジタル信号プロセッサー、DSP、マイクロコントローラー若しくは他のあらゆるサイドプロセッサーのソフトウェアとして、又は特定用途向け集積回路、ASIC、CPLD若しくはFPGA内のハードウェア回路として実装し得る。 The methods, systems and devices described herein may be implemented as software in a digital signal processor, DSP, microcontroller or any other side processor, or as hardware circuitry in an application specific integrated circuit, ASIC, CPLD or FPGA.
本発明は、デジタル電子回路で、又はコンピューターハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、若しくはこれらの組合せで、例えば伝統的なモバイル装置の利用可能なハードウェアで、又は本明細書に記載されている方法を処理するための新しいハードウェアで実装することができる。 The invention can be implemented in digital electronic circuitry, or in computer hardware, firmware, software, or in combinations of them, for example in hardware available in traditional mobile devices, or in new hardware for processing the methods described herein.
本発明のより完全な認識及びその付随する利点は、縮尺通りではない以下の概略図を参照することでより明白に理解されよう。 A more complete appreciation of the present invention and its attendant advantages may be more clearly understood by reference to the following schematic drawings, which are not to scale:
図面中の図示内容は概略であり、縮尺通りではない。異なる図面で、類似又は同じ要素に同じ符号が付されている。一般に、図中同じ部分、構成単位、物体又はステップは同じ符号が付けられている。 The illustrated contents in the drawings are schematic and not to scale. In different drawings, similar or identical elements are given the same reference numbers. Generally, the same parts, units, objects or steps are given the same reference numbers in the drawings.
土壌の水浸潤性の改良は土壌の水吸収能力を低下又は上昇させることを含み得る。更に、土壌中に現在存在するか又は予測によって土壌中に存在するであろう吸収された水の量を減少又は増大させることも含み得る。 Improving the water infiltration properties of soil can include decreasing or increasing the soil's ability to absorb water. It can also include decreasing or increasing the amount of absorbed water currently present in the soil or predicted to be present in the soil.
言い換えると、本発明は、有利なことに、土壌内の水の、例えば土壌表面から土壌内部への、又は例えば地下水から土壌のより高い層への移動又は流れの制御を提供する。それ故に、本発明は、有利なことに、土壌内の水の浸潤及び/又は再分布の調節及び調整を提供する。 In other words, the present invention advantageously provides for the control of the movement or flow of water within the soil, e.g., from the soil surface to the interior of the soil, or e.g., from groundwater to higher layers of the soil. Thus, the present invention advantageously provides for the regulation and adjustment of infiltration and/or redistribution of water within the soil.
例えば、天気予報で、来る3又は4日に多い、例えば100mmの雨量が発表された場合、その地に基本的な乾燥した土壌条件を好む植物が生えていれば土壌の水吸収能力の低下が必要とされ得る。特に、土壌の低下した水吸収能力は降雨後土壌のより速い乾燥を提供するであろう。 For example, if a weather forecast announces heavy rainfall, say 100 mm, in the next 3 or 4 days, then a reduction in the water uptake capacity of the soil may be required if the area is home to plants that prefer basic dry soil conditions. In particular, a reduced water uptake capacity of the soil will provide for faster drying of the soil after the rainfall.
代表的な実施形態によると、本発明は、有利なことに、一定の深さの土壌断面への水の分布を制御するのに使用できる。 According to an exemplary embodiment, the present invention can be advantageously used to control the distribution of water into a soil profile at a given depth.
図1は、本発明の代表的な実施形態による、土壌の水浸潤性を改良し、及び/又は土壌の撥水性を調節する(好ましくは低減する)ための土壌添加剤を指示する方法の概略フローチャート図を示す。 Figure 1 shows a schematic flow chart diagram of a method for directing a soil additive to improve soil water infiltration and/or adjust (preferably reduce) soil water repellency, according to an exemplary embodiment of the present invention.
土壌の水浸潤性を改良し、及び/又は土壌の撥水性を調節するための土壌添加剤を指示する方法は少なくとも以下のステップを含み得る。 A method for prescribing a soil additive for improving the water infiltration properties of soil and/or adjusting the water repellency of soil may include at least the following steps:
方法の第1のステップとして、少なくとも1つの土壌試料の準備S1を行い得る。 The first step of the method may involve the preparation S1 of at least one soil sample.
少なくとも1つの土壌試料の準備は、例えば、土壌から土壌試料を切り取ることによって達成できる。少なくとも1つの土壌試料の切り取りは円形又は長方形又は楕円形の形状でよい。 Preparing the at least one soil sample can be accomplished, for example, by cutting a soil sample from the soil. The cutting of the at least one soil sample can be circular or rectangular or oval in shape.
方法の第2のステップとして、少なくとも1つの土壌試料の調製処理S2を行い得る。 As a second step of the method, a preparation process S2 of at least one soil sample may be performed.
調製処理S2は少なくとも1つの土壌試料を篩にかけることを含み得る。篩にかけるのは機械による篩い分けにより行い得る。 The preparation step S2 may include sieving at least one soil sample. Sieving may be performed by mechanical sieving.
代表的な実施形態によると、調製処理するステップS2は、少なくとも1つの土壌試料を篩にかけること、及び/又は少なくとも1つの土壌試料を空気乾燥することを含む。篩い分けは、例えば小石及び岩石を除去するために行ってもよいし、更に、篩い分けは土壌団粒を砕くために行ってもよい。 According to an exemplary embodiment, the preparation step S2 includes sieving the at least one soil sample and/or air drying the at least one soil sample. Sieving may be performed, for example, to remove pebbles and rocks, and sieving may also be performed to break up soil aggregates.
代表的な実施形態によると、篩い分けには様々なメッシュのいろいろな篩を使用できる。例えば、メッシュサイズ0.1mm～2mm、好ましくは0.1mm～1.5mm、より好ましくは0.2mm～1mm、最も好ましくは0.3mm～0.75mmを使用できる。 According to an exemplary embodiment, different sieves with different meshes can be used for sieving. For example, mesh sizes of 0.1 mm to 2 mm, preferably 0.1 mm to 1.5 mm, more preferably 0.2 mm to 1 mm, and most preferably 0.3 mm to 0.75 mm can be used.
代表的な実施形態によると、篩い分けには0.1mm～2mmの範囲の様々なメッシュサイズのいろいろな篩を使用できる。より大きいサイズのカラムは5mmまでのサイズでもよい。 According to an exemplary embodiment, the sieving can use a variety of sieves with different mesh sizes ranging from 0.1 mm to 2 mm. Larger size columns can be up to 5 mm in size.
場合により、自然のままの、篩にかけてない土壌を検査してもよい。 Optionally, natural, unsieved soil may be tested.
代表的な実施形態によると、多孔板篩又は金網篩を使用してもよい。篩い分けは自動篩い分け装置によって行ってもよい。 According to an exemplary embodiment, a perforated plate sieve or a wire mesh sieve may be used. Sieving may be performed by an automated sieving device.
代表的な実施形態によると、調製処理するステップS2は、織物篩を用いて5mmまで、又は好ましくは2mmまで、又は最も好ましくは1mmまでの最大粒径まで篩にかけることを含む。 According to an exemplary embodiment, the preparation step S2 includes sieving using a woven sieve to a maximum particle size of 5 mm, or preferably 2 mm, or most preferably 1 mm.
代表的な実施形態によると、調製処理するステップS2は少なくとも1つの土壌試料をカラム充填することを含む。 According to an exemplary embodiment, the preparation step S2 includes packing at least one soil sample into a column.
更に、調製処理S2は少なくとも1つの土壌試料を空気乾燥することを含み得る。 Further, preparation process S2 may include air-drying at least one soil sample.
代表的な実施形態によると、少なくとも1つの土壌試料を空気乾燥するステップは、50℃まで、又は好ましくは45℃まで、又はより好ましくは40℃まで、又は最も好ましくは35℃までの温度で、通気式又は非通気式オーブン内で12時間まで、又は好ましくは24時間まで、又はより好ましくは36時間まで、又は最も好ましくは72時間までの間行い得る。 According to a representative embodiment, the step of air drying at least one soil sample may be performed at a temperature of up to 50° C., or preferably up to 45° C., or more preferably up to 40° C., or most preferably up to 35° C., in a vented or non-vented oven for up to 12 hours, or preferably up to 24 hours, or more preferably up to 36 hours, or most preferably up to 72 hours.
方法の第3のステップとして、少なくとも1つの所定量の水の少なくとも1つの土壌試料への供給S3を行い得る。 A third step of the method may involve providing S3 at least one predetermined amount of water to at least one soil sample.
本発明の1つの実施形態によると、少なくとも1つの所定量の水の供給S3は単一量の水を供給することによって行い得る。 According to one embodiment of the present invention, the supply of at least one predetermined amount of water S3 may be performed by supplying a single amount of water.
例えば1ml又は2ml又は10ml又は50mlの水を一定の試料サイズの少なくとも1つの土壌試料に対して供給できる。 For example, 1 ml or 2 ml or 10 ml or 50 ml of water can be provided for at least one soil sample of a given sample size.
本発明の1つの実施形態によると、少なくとも1つの所定量の水の供給S3は、複数量の水を定期的に供給することによって行い得る。 According to one embodiment of the present invention, the supply of at least one predetermined amount of water S3 may be performed by periodically supplying multiple amounts of water.
本発明の1つの実施形態によると、少なくとも1つの所定量の水の供給S3は、一定の又は一定でない流れの水、例えば1ml/分又は2ml/分又は10ml/分又は50ml/分の水の流れを連続的に供給することによって行い得る。 According to one embodiment of the invention, the supply of at least one predetermined amount of water S3 may be performed by continuously supplying a constant or non-constant flow of water, for example a flow of 1 ml/min or 2 ml/min or 10 ml/min or 50 ml/min of water.
方法の第4のステップとして、少なくとも1つの土壌試料と少なくとも1つの供給された所定量の水との接触に起因して吸収された少なくとも1つの土壌試料の水の量の決定S4を行い得る。 A fourth step of the method may involve determining S4 the amount of water in the at least one soil sample that has been absorbed due to contact of the at least one soil sample with the at least one provided predetermined amount of water.
本発明の1つの実施形態によると、少なくとも1つの土壌試料と少なくとも1つの供給された所定量の水との接触に起因して吸収された少なくとも1つの土壌試料の水の量を決定するステップS4は、
- 視覚による試料検査により浸潤前線を時間と共に記録すること、及び/又は
- 浸潤計を使用すること、及び/又は
- 透水計を使用すること
を含む。
According to one embodiment of the present invention, the step S4 of determining the amount of water of the at least one soil sample absorbed due to contact of the at least one soil sample with the at least one supplied amount of water comprises:
- recording the invasion front over time by visual inspection of samples, and/or
- using an infiltrometer, and/or
- Including the use of a permeameter.
用語「浸潤計」は、本発明により使用されるとき、土壌その他の多孔性の媒体中への水浸潤の速度を測定するのに使用される装置を指す。浸潤計は例えば単一リング浸潤計でよい。 The term "infiltrometer," as used in accordance with the present invention, refers to a device used to measure the rate of water infiltration into soil or other porous media. The infiltrometer may be, for example, a single ring infiltrometer.
用語「透水計」は、本発明により使用されるとき、その場の飽和及び不飽和土壌水理特性により特徴付けられる土壌の水浸潤性を測定するのに使用される装置を指す。この装置は、主に、飽和に近い土壌の透水係数の推定値を提供するのに使用される。 The term "permeameter" as used in accordance with the present invention refers to an apparatus used to measure the water infiltrability of soils characterized by in situ saturated and unsaturated soil hydraulic properties. This apparatus is primarily used to provide an estimate of the hydraulic conductivity of soils that are close to saturation.
用語「透水計」及び「透水係数」は、本発明により使用されるとき、飽和条件下での土壌中の水力輸送に関し、よって問題は土壌が飽和しているときの輸送に対する界面活性剤添加の可能な影響である。そのような土壌では空気-水界面がなく、よってメニスカスにおける界面張力を低下させる界面活性剤により高められるべき毛細管吸引力がない。 The terms "permeability" and "hydraulic conductivity" as used in accordance with the present invention relate to hydraulic transport in soils under saturated conditions, and thus the issue is the possible effect of surfactant addition on transport when the soil is saturated. In such soils there is no air-water interface and therefore no capillary suction to be enhanced by a surfactant to reduce the interfacial tension at the meniscus.
用語「土壌添加剤」は、本発明により使用されるとき、限定されることはないが、非イオン性界面活性剤、特にエチレンオキシド/プロピレンオキシドブロックコポリマー及びC6-C20-アルキルポリグリコシドからなる群から選択される非イオン性界面活性剤、又は更にはタンパク質若しくはその他の天然物質を含めて、土壌の水浸潤性又は土壌の撥水性を変更するあらゆる表面活性物質を指し得る。用語「土壌添加剤」は、本発明により使用されるとき、液体と固体との間、例えば土に浸透する液体と土との間の表面張力又は界面張力を変更する添加剤を指し得る。 The term "soil additive" as used in accordance with the present invention may refer to any surface active material that modifies the water infiltrability of the soil or the water repellency of the soil, including but not limited to non-ionic surfactants, particularly non-ionic surfactants selected from the group consisting of ethylene oxide/propylene oxide block copolymers and C6-C20-alkyl polyglycosides, or even proteins or other natural substances. The term "soil additive" as used in accordance with the present invention may refer to an additive that modifies the surface or interfacial tension between liquids and solids, for example between a liquid penetrating the soil and the soil.
用語「表面活性物質」は、本発明により使用されるとき、土に浸透する液体と土との間の表面張力、例えば次の値を変更する物質を指し得る。 The term "surface-active material" as used in accordance with the present invention may refer to a material that modifies the surface tension between the soil and a liquid penetrating the soil, for example:
DIN 53914に従って測定したとき、水中1g/Lの濃度、23℃で好ましくは25～55mN/m、より好ましくは30～50mN/m、より好ましくは33～47mN/m、特に36～43mN/mの表面張力。 A surface tension of preferably 25-55 mN/m, more preferably 30-50 mN/m, more preferably 33-47 mN/m, especially 36-43 mN/m, at a concentration of 1 g/L in water at 23°C, measured according to DIN 53914.
例えば、表面活性物質を使用することによる土に浸透する液体と土との相互作用はEN 1772(2g/Lソーダ灰を含む蒸留水1L中1g、23℃)に従って測定して好ましくは>50sec、より好ましくは>100sec、最も好ましくは>150sec、特に好ましくは>200sec、特に>250secの湿潤力により定義できる。 For example, the interaction of the soil with the liquid penetrating the soil using a surface-active substance can be defined by a wetting power of preferably >50 sec, more preferably >100 sec, most preferably >150 sec, particularly preferably >200 sec, especially >250 sec, measured according to EN 1772 (1 g in 1 L of distilled water containing 2 g/L soda ash, 23°C).
例えば、表面活性物質はEN 12728(40℃、1.8mmolのCa2+イオン/lを有する水中2g/l、30sec後)に従って測定して好ましくは<100ml、より好ましくは<50ml、最も好ましくは<20ml、特に<10mlの発泡を有し得る。 For example, the surface-active substance may have a foaming capacity of preferably <100ml, more preferably <50ml, most preferably <20ml, especially <10ml, measured according to EN 12728 (2g/l in water with 1.8mmol Ca2+ ions/l at 40°C, after 30 seconds).
用語「土壌の水浸潤性を改良する」並びに「土壌の撥水性を調節する」は、本発明により使用されるとき、次のように理解され得る。 The terms "improving the water infiltration properties of soil" and "adjusting the water repellency of soil" when used in accordance with the present invention may be understood as follows:
略語wt.-%は「重量パーセント」を表す。 The abbreviation wt.-% stands for "weight percent."
土壌の水浸潤性の改良とは、少なくとも1種の土壌添加剤が施用されていない場合に測定される土壌の水浸潤性が、土壌添加剤が施用された場合に測定される土壌の水浸潤性より低い(好ましくは4%低い、最も好ましくは7%低い、特に10%低い、特に好ましくは15%低い、特に最も好ましくは20%低い、例えば25%低い)ことを意味する。 Improvement of the water infiltration properties of the soil means that the water infiltration properties of the soil measured when at least one soil additive is not applied is lower (preferably 4% lower, most preferably 7% lower, especially 10% lower, particularly preferably 15% lower, especially most preferably 20% lower, for example 25% lower) than the water infiltration properties of the soil measured when the soil additive is applied.
土壌の撥水性の調節とは、少なくとも1種の土壌添加剤が施用されていない場合に測定される土壌の撥水性が、少なくとも1種の土壌添加剤が施用された場合に測定される土壌の撥水性から変更され、例えば、それより高いか又は低い(好ましくは4%高いか又は低い、最も好ましくは7%高いか又は低い、特に10%高いか又は低い、特に好ましくは15%高いか又は低い、特に最も好ましくは20%高いか又は低い、例えば25%高いか又は低い)ことを意味する。 Adjusting the water repellency of the soil means that the water repellency of the soil measured when at least one soil additive is not applied is modified from the water repellency of the soil measured when at least one soil additive is applied, e.g. is higher or lower (preferably 4% higher or lower, most preferably 7% higher or lower, in particular 10% higher or lower, particularly preferably 15% higher or lower, in particular most preferably 20% higher or lower, e.g. 25% higher or lower).
用語「使用すべき少なくとも1種の土壌添加剤」は、本発明により使用されるとき、少なくとも1種の土壌添加剤が土壌添加剤として使用され、例えば地面で処理されることを規定し、例えば、限定されることはないが、グラウンドカバーを適用する、殊に土壌の領域の表面に適用する、噴霧する、灌漑と一緒に滴下する、インファロー灌漑として適用する、灌漑又は施肥灌漑の間又はそれと共に適用することが含まれる。「処理する」には、限定されることはないが、土壌中に混合する、ポッティングミックスに、例えばその製造中に混合することが含まれる。 The term "at least one soil additive to be used" as used in accordance with the present invention specifies that the at least one soil additive is used as a soil additive, e.g., treated on the ground, including, but not limited to, applying a ground cover, applying especially to the surface of an area of soil, spraying, dripping together with irrigation, applying as infloor irrigation, applying during or together with irrigation or fertilization irrigation. "Treatment" includes, but is not limited to, mixing into soil, mixing into potting mix, e.g., during its preparation.
用語「グラウンドカバー」には、本発明により使用されるとき、限定されることはないが、土壌、自然土壌、培養土、砂、シルト、粘土、土壌を覆い保護するために使用される芝草及びその他の植物並びに植生形態、並びにそのようなグラウンドカバーの内部に形成し又は一部として形成する有機物質の複合材、例えばわら及びマット層が含まれ、またポッティングミックスも含まれる。 The term "ground cover" as used in accordance with the present invention includes, but is not limited to, soil, natural soil, potting soil, sand, silt, clay, turfgrass and other plants and vegetation forms used to cover and protect soil, and composites of organic matter, such as straw and mat layers, which form within or as part of such ground covers, and also includes potting mixes.
好ましくは、グラウンドカバーは土壌であり、より好ましくは、グラウンドカバーは撥水性の土壌である。別の好ましい実施形態において、グラウンドカバーはポッティングミックスである。培養土ともいわれるポッティングミックスは、植物を生育させるのに使用される成分の土壌を用いないブレンドであり、好ましくは、ポッティングミックスはピートモス、バーミキュライト、コイア繊維、パーライト、松樹皮、砂、堆肥、及び更なる成分の組合せを含む。 Preferably, the ground cover is soil, more preferably, the ground cover is a water repellent soil. In another preferred embodiment, the ground cover is a potting mix. Potting mix, also called compost, is a soil-free blend of ingredients used to grow plants, preferably the potting mix includes a combination of peat moss, vermiculite, coir fiber, perlite, pine bark, sand, compost, and additional ingredients.
本発明はまた、土壌粒子上への界面活性剤の吸着の強度に応じて、幾らかの界面活性剤が可溶性のままであり得るか又は水の浸入で再可溶化し得ることも提供し得る。これは床におけるより低い前進する浸潤前線での界面張力の低下をもたらし、この制約の低減は浸潤速度を高めるであろう。 The invention may also provide that depending on the strength of surfactant adsorption onto the soil particles, some surfactant may remain soluble or may re-solubilize upon ingress of water. This results in a lower interfacial tension at the advancing wetting front in the bed, and this reduction in constraint will increase the wetting rate.
本発明はまた、前進する浸潤前線の界面張力の制御も可能にする。 The invention also allows for control of the interfacial tension of the advancing wetting front.
方法の第5のステップとして、決定された水の吸収量に基づいた少なくとも1つの土壌試料の浸潤速度の計算S5を行い得る。 A fifth step of the method may involve calculating S5 the infiltration rate of at least one soil sample based on the determined amount of water uptake.
方法の第6のステップとして、少なくとも1つの土壌試料の計算された浸潤速度に基づいた複数の土壌添加剤のリストからの使用すべき少なくとも1種の土壌添加剤の指示S6を行い得る。 A sixth step of the method may involve indicating S6 at least one soil additive to be used from the list of multiple soil additives based on the calculated infiltration rate of the at least one soil sample.
代表的な実施形態によると、使用すべき少なくとも1種の土壌添加剤を指示するステップS6はマンマシンインターフェース又はグラフィカルインターフェースユニットに基づいてディスプレイを使用して行い得る。 According to an exemplary embodiment, step S6 of indicating the at least one soil additive to be used may be performed using a display based on a man-machine interface or graphical interface unit.
代表的な実施形態によると、使用すべき少なくとも1種の土壌添加剤を表示し、指示する(S6)ために使用されるディスプレイはハンドヘルド型デバイス上に設置してもよいし、又はトラクターの操縦室に設置されたトラクターに搭載されたディスプレイユニットであってもよい。 According to an exemplary embodiment, the display used to display and indicate (S6) the at least one soil additive to be used may be located on a handheld device or may be a tractor mounted display unit located in the tractor's cockpit.
図2は、本発明の代表的な実施形態による、土壌の水浸潤性を改良し、及び/又は土壌の撥水性を調節するための土壌添加剤を指示する装置の概略図を示す。 Figure 2 shows a schematic diagram of an apparatus for delivering soil additives to improve soil water infiltration and/or adjust soil water repellency according to an exemplary embodiment of the present invention.
図2は、土壌の水浸潤性を改良し、及び/又は土壌の撥水性を調節するための土壌添加剤を指示する装置100を示す。
Figure 2 shows an
装置100は、例えば、実験室ベースの分析ユニットと共にハンドヘルド型現場設置型ユニットを含む分散コンピューター環境に関して一又は複数のデバイスに統合され得る。これらのユニットはデータ転送接続により結合され得る。
The
装置100は、試料準備手段101、試料調製手段102、水供給手段103、水量決定手段104、並びに浸潤速度計算手段105、及び指示手段106を含む。
The
試料準備手段101は、少なくとも1つの土壌試料を準備するように構成されている。 The sample preparation means 101 is configured to prepare at least one soil sample.
試料調製手段102は、少なくとも1つの土壌試料の調製処理を行うように構成されている。 The sample preparation means 102 is configured to perform a preparation process for at least one soil sample.
水供給手段103は、少なくとも1つの所定量の水を少なくとも1つの土壌試料に供給するように構成されている。 The water supply means 103 is configured to supply at least one predetermined amount of water to at least one soil sample.
水量決定手段104は、少なくとも1つの土壌試料と少なくとも1つの供給された所定量の水との接触に起因して吸収された少なくとも1つの土壌試料の水の量を決定するように構成されている。
The water
浸潤速度計算手段105は、決定された水の吸収量に基づいて少なくとも1つの土壌試料の浸潤速度を計算するように構成されている。 The infiltration rate calculation means 105 is configured to calculate the infiltration rate of at least one soil sample based on the determined amount of water absorption.
指示手段106は、少なくとも1つの土壌試料の計算された浸潤速度に基づいて複数の土壌添加剤のリストから使用すべき少なくとも1種の土壌添加剤を指示するように構成されている。 The indicating means 106 is configured to indicate at least one soil additive to be used from the list of the plurality of soil additives based on the calculated infiltration rate of the at least one soil sample.
計算された浸潤速度に基づいて複数の土壌添加剤のリストから使用すべき少なくとも1種の土壌添加剤を指示することは、例えば、例えば他の土壌試料と比較した場合の決定された水の吸収量及び/又は計算された浸潤速度の相対評価に関して実施できる。 Prescribing at least one soil additive to be used from a list of multiple soil additives based on the calculated infiltration rate can be performed, for example, with respect to a relative evaluation of the determined water uptake and/or the calculated infiltration rate, for example, in comparison to other soil samples.
図3は、本発明の代表的な実施形態による、土壌の水浸潤性を改良し、及び/又は土壌の撥水性を調節するための土壌添加剤を指示するトラクターに搭載された装置の概略図を示す。 Figure 3 shows a schematic diagram of a tractor-mounted device for delivering soil additives to improve soil water infiltration and/or adjust soil water repellency in accordance with an exemplary embodiment of the present invention.
代表的な実施形態によると、装置はトラクター200のシャーシに搭載することができ、やはりトラクター200に連結されるロボットアームを使用することにより土壌試料を提供するように構成され得る。
According to an exemplary embodiment, the device may be mounted on the chassis of the
代表的な実施形態によると、装置はトラクターに搭載され得、手作業で土壌から土壌試料を切り取るユーザーから土壌試料を受領するように構成され得る。 According to an exemplary embodiment, the device may be mounted on a tractor and configured to receive a soil sample from a user who manually cuts the soil sample from the soil.
図4は、本発明の代表的な実施形態による、土壌の水浸潤性を改良し、及び/又は土壌の撥水性を調節するための土壌添加剤を指示する装置の実験室ベースの部分の概略図を示す。 Figure 4 shows a schematic diagram of a laboratory-based portion of an apparatus for directing soil additives to improve soil water infiltration and/or adjust soil water repellency, according to an exemplary embodiment of the present invention.
装置の実験室ベースの部分は、例えば試料調製手段102、水供給手段103及び水量決定手段104を含み得る。 The laboratory-based portion of the apparatus may include, for example, a sample preparation means 102, a water supply means 103, and a water volume determination means 104.
水量決定手段104は、2次元プレート、例えば一列の土壌試料を分析するように構成され得る。 The water content determining means 104 may be configured to analyze a two-dimensional plate, e.g., a row of soil samples.
土壌試料は、例えば、直径サイズが0.5cm～10cm、好ましくは直径サイズが1.0cm～5cm、より好ましくは直径サイズが1.5cm～3.5cmの土壌試料採取シリンダーでよい。 The soil sample may be, for example, a soil sample collection cylinder having a diameter size of 0.5 cm to 10 cm, preferably a diameter size of 1.0 cm to 5 cm, and more preferably a diameter size of 1.5 cm to 3.5 cm.
土壌試料の直径サイズは、例えば土壌の代表径、例えば土壌の微細構造の典型的な構造サイズ、又は土壌のある種の凝集体のサイズに調節できる。 The diameter size of the soil sample can be adjusted, for example, to a representative diameter of the soil, e.g. a typical structure size of the soil microstructure, or the size of certain aggregates in the soil.
土壌試料の直径サイズは、例えば2mmの典型的な粒径の10倍、例えば2cmであり得る。 The diameter size of the soil sample may be, for example, 10 times the typical grain size of 2 mm, e.g., 2 cm.
土壌試料採取シリンダーの高さは5cm～20cmの大きさ、好ましくは7.5cm～15cmの大きさ、より好ましくは8.0cm～11.5cmの大きさを有し得る。 The height of the soil sample collection cylinder may be between 5cm and 20cm, preferably between 7.5cm and 15cm, and more preferably between 8.0cm and 11.5cm.
土壌添加剤を指示する装置は一体化し、サイズに関して調整、例えば小型化又は大型化してもよい。 The device for indicating the soil additive may be integrated and adjusted in terms of size, e.g., small or large.
代表的な実施形態によると、装置は、例えば図1に示されているような土壌の水浸潤性を改良し、及び/又は土壌の撥水性を調節するための土壌添加剤を指示する方法を行うハンドヘルド型装置又はポータブル装置であり得る。 According to an exemplary embodiment, the device may be a handheld or portable device that performs a method of prescribing a soil additive to improve the water infiltrability of the soil and/or adjust the water repellency of the soil, such as that shown in FIG. 1.
代表的な実施形態によると、装置はロボット工学、データ処理及び制御ソフトウェア、液体処理装置、及び高感度カメラを使用する実験室ベースのハイスループットスクリーニング装置300であり得、土壌の水浸潤性試験は、各々少なくとも1つの土壌試料が充填される複数のカラムを含むラック305を使用して自動的に行われる。
According to an exemplary embodiment, the device may be a laboratory-based high-
図5は、本発明の代表的な実施形態による浸潤の前及び浸潤中のカラムの画像を示す。 Figure 5 shows images of a column before and during infiltration according to a representative embodiment of the present invention.
図5に示されている画像は少なくとも1つの土壌試料と所定量の水との接触に起因する浸潤前線の移動を描いている。水前線は、画像解析法、例えばイメージングに基づく自動検査及び解析を使用して決定できる。 The image shown in Figure 5 depicts the movement of a wetting front resulting from contact of at least one soil sample with a volume of water. The water front can be determined using image analysis methods, such as automated imaging-based inspection and analysis.
代表的な実施形態によると、装置はハンドヘルド型装置又はポータブル装置であり得る。 In an exemplary embodiment, the device may be a handheld or portable device.
本発明の範囲及び利益は、本発明の幾つかの実施形態を例示することが意図されている非限定的な以下の例に基づいてより良好に理解される。 The scope and advantages of the present invention will be better understood based on the following non-limiting examples, which are intended to illustrate some embodiments of the present invention.
本発明の更なる代表的な実施形態による、土壌の水浸潤性を改良し、及び/又は土壌の撥水性を調節するための土壌添加剤を指示する方法を実行するコンピュータープログラム要素が提供され得る。 According to a further exemplary embodiment of the present invention, a computer program element may be provided that executes a method for directing a soil additive for improving the water infiltrability of the soil and/or adjusting the water repellency of the soil.
従って、本発明の更なる代表的な実施形態によると、コンピュータープログラム要素は、本発明の実施形態の一部でもあり得るコンピューターユニットに格納され得る。この計算機は、上に記載された方法のステップを実行するか又は実行を誘導するように適合され得る。 Thus, according to a further exemplary embodiment of the present invention, the computer program element may be stored in a computer unit, which may also be part of an embodiment of the present invention. This computer may be adapted to execute or direct the execution of the steps of the method described above.
また、それは、上記装置の構成要素を動作させるように適合し得る。計算機は自動的に動作し、及び/又はユーザーの命令を実行するように適合させることができる。コンピュータープログラムはデータ処理装置の作業メモリーにロードしてもよい。このようにデータ処理装置は本発明の方法を行うように装備することができる。 It may also be adapted to operate the components of the above-mentioned device. The computer may be adapted to operate automatically and/or to execute the instructions of a user. The computer program may be loaded into the working memory of the data processing device. The data processing device may thus be equipped to carry out the method of the invention.
本発明のこの代表的な実施形態は、最初から本発明を使用するコンピュータープログラムと、アップデートにより現在のプログラムを本発明を使用するプログラムに変換するコンピュータープログラムとの両方をカバーする。 This exemplary embodiment of the invention covers both computer programs that use the invention from the beginning and computer programs that are updated to convert a current program into a program that uses the invention.
更に、コンピュータープログラム要素は、上に記載した方法の代表的な実施形態の手順を実行するのに必要な全てのステップを提供することができる。 Furthermore, the computer program element may provide all the steps necessary to carry out the procedures of the exemplary embodiments of the methods described above.
図6は、本発明の更なる代表的な実施形態による、14の土壌について同時に行った診断試験から得た例示の画像を示す。 Figure 6 shows example images from diagnostic tests performed simultaneously on 14 soils according to a further exemplary embodiment of the present invention.
図7は、本発明の更なる代表的な実施形態による、記録中のビデオ画像と、コンピューターによる可視化からのコンピューター処理した対応する画像とを、同時のグラフィックデータと共に示す。 Figure 7 shows a video image during recording and a corresponding computer-processed image from computer visualization with concurrent graphical data according to a further exemplary embodiment of the present invention.
図7は、例示の画像、即ち記録中のビデオ画像と、コンピューターによる可視化からのコンピューター処理した対応する画像とを、(a)水浸潤の速度(流出水損失における界面活性剤の低下を示す)、(b)細孔充填(最初の降雨事象中の水保持容量及び選択流の程度即ちフィンガー流（fingering）による水損失を示す)の同時のグラフィックデータと共に示す。 Figure 7 shows example images, i.e., video images during recording and corresponding computer-processed images from computer visualization, along with simultaneous graphical data of (a) the rate of water infiltration (indicating surfactant reduction in runoff water loss) and (b) pore filling (indicating water retention capacity during the first rainfall event and the degree of preferential flow, i.e., water loss due to fingering).
本発明の更なる代表的な実施形態による、土壌をチューブラック#2に入れ、光学浸潤計に挿入した。試料は、界面活性剤の存在下及び不在下での、14のオーストラリア産小麦が生育する広範な湿潤性(MED値)を有する土壌を表す。上の画像は浸潤の前の土壌試料を示し、下の画像は浸潤中の土壌試料を描写する。
In accordance with a further exemplary embodiment of the present invention, soil was placed in
本発明の更なる代表的な実施形態による、記録中のビデオ画像のリアルタイムのスクリーン画像と、コンピューターによる可視化からのコンピューター処理した対応する画像とを、(a)水浸潤の速度(流出水損失における界面活性剤の低下を示す)、(b)細孔充填(最初の降雨事象中の水保持容量及び選択流の程度即ちフィンガー流による水損失を示す)の同時のグラフィックデータと共に示す。 According to a further exemplary embodiment of the present invention, real-time screen images of the video images being recorded and corresponding computer-processed images from computer visualization are shown along with simultaneous graphical data of (a) the rate of water infiltration (indicative of surfactant reduction in runoff water loss) and (b) pore filling (indicative of water retention capacity during the first rainfall event and the extent of preferential flow, i.e., water loss due to finger flow).
図8は、本発明の更なる代表的な実施形態による、記録中のビデオ画像と、コンピューターによる可視化からのコンピューター処理した対応する画像とを、同時のグラフィックデータと共に示す。 Figure 8 shows a video image during recording and a corresponding computer-processed image from computer visualization with concurrent graphical data according to a further exemplary embodiment of the present invention.
図9は、本発明の更なる代表的な実施形態による診断試験プロセスのレイアウトの概略図を示す。浸潤試験スキームは、例えば、従来の商用「土壌試験」実験室で操作される方法及び設備タイプにできるだけ合うように考案されている。土壌物質流路及びデータ入力スキームはグレイで(in grey)示されている。 Figure 9 shows a schematic diagram of a diagnostic testing process layout according to a further exemplary embodiment of the present invention. The infiltration testing scheme has been devised to match as closely as possible the methods and equipment types operated in, for example, conventional commercial "soil testing" laboratories. The soil material flow paths and data input scheme are shown in grey.
図10は、本発明の更なる代表的な実施形態によるデバイス構成要素の概略図を示す。 Figure 10 shows a schematic diagram of device components according to a further exemplary embodiment of the present invention.
図11は、本発明の更なる代表的な実施形態によるデバイス構成要素の概略図を示す。 Figure 11 shows a schematic diagram of device components according to a further exemplary embodiment of the present invention.
図12は、本発明の更なる代表的な実施形態による土壌粒径分布データの概略図を示す。 Figure 12 shows a schematic diagram of soil particle size distribution data according to a further exemplary embodiment of the present invention.
本発明の更なる代表的な実施形態に従って、コンピューター可読媒体、例えばCD-ROMが提示され、このコンピューター可読媒体はそこに格納されたコンピュータープログラム要素を有しており、このコンピュータープログラム要素は先行するセクションに記載されている。 In accordance with a further exemplary embodiment of the present invention, a computer readable medium, e.g., a CD-ROM, is presented, which has stored thereon a computer program element, which is described in the preceding section.
コンピュータープログラムは、適切な媒体、例えば他のハードウェアと共に又はその一部として供給される光記録媒体又は固体媒体に格納及び/又は配布され得るが、他の形態で、例えばインターネット又はその他の有線又は無線の電気通信システムを介して配布されてもよい。 The computer program may be stored and/or distributed on a suitable medium, for example an optical recording medium or a solid-state medium supplied together with or as part of other hardware, but may also be distributed in other forms, for example via the Internet or other wired or wireless telecommunications systems.
しかしながら、コンピュータープログラムはまた、World Wide Webのようなネットワーク上に提示されてもよく、そのようなネットワークからデータ処理装置の作業メモリーにダウンロードすることができる。 However, the computer program may also be presented over a network, such as the World Wide Web, and can be downloaded into the working memory of a data processing device from such a network.
本発明の更なる代表的な実施形態に従って、ダウンロードするのに利用可能なコンピュータープログラム要素を作成するための媒体が提供され、このコンピュータープログラム要素は本発明の既に記載された実施形態の1つによる方法を実行するように配置されている。 According to a further exemplary embodiment of the present invention, a medium for making a computer program element available for downloading is provided, the computer program element being arranged to perform a method according to one of the previously described embodiments of the present invention.
本発明の実施形態がいろいろな主題に関連して記載されていることに留意されたい。特に、幾つかの実施形態は方法タイプの請求項に関連して記載されているが、他の実施形態は装置タイプの請求項に関連して記載されている。 It should be noted that embodiments of the present invention are described in terms of a variety of subject matter. In particular, some embodiments are described in terms of method type claims, while other embodiments are described in terms of apparatus type claims.
しかし、以上及び以下の記載から当業者には分かるように、他に断らない限り、1つのタイプの主題に属する特徴の任意の組合せに加えて、異なる主題に関する特徴のいかなる組合せも本出願で開示されていると考えられる。しかしながら、特徴の単純な総和以上の相乗効果を提供する全ての特徴を組み合わせることができる。 However, as will be appreciated by those skilled in the art from the above and following description, unless otherwise indicated, any combination of features belonging to one type of subject matter, as well as any combination of features relating to different subject matter, may be considered disclosed in this application. However, any features that provide a synergistic effect that is greater than the simple sum of the features may be combined.
図面及び以上の説明で本発明を例示し、詳細に記載して来たが、そのような実例及び記載は例示又は代表であり、制限するものではないとみなすべきであり、本発明は開示された実施形態に限定されない。開示された実施形態に対する他の変化は当業者が理解し、達成することができ、特許請求の範囲に記載の本発明は図面、開示、及び添付の特許請求の範囲を検討することで実施可能である。 While the invention has been illustrated and described in detail in the drawings and the foregoing description, such illustrations and descriptions are to be considered as illustrative or representative and not restrictive, and the invention is not limited to the disclosed embodiments. Other variations to the disclosed embodiments can be understood and effected by those skilled in the art, and the invention as claimed can be implemented from a study of the drawings, the disclosure, and the appended claims.
特許請求の範囲中、単語「comprising」は他の要素又はステップを排除することがなく、不定冠詞「a」又は「an」は複数を排除しない。単一のプロセッサー若しくはコントローラー又は他のユニットが特許請求の範囲に記載の幾つかの物の機能を果たすことがある。幾つかの手段が互いに異なる従属請求項に記載されていることは、これらの手段の組合せを有利に使用することができないということを意味するものではない。特許請求の範囲中の引用符号はいずれも本発明の範囲を限定すると解釈されない。 In the claims, the word "comprising" does not exclude other elements or steps, and the indefinite articles "a" or "an" do not exclude a plurality. A single processor or controller or other unit may fulfill the functions of several items recited in the claims. The fact that several means are recited in mutually different dependent claims does not indicate that a combination of these means cannot be used to advantage. Any reference signs in the claims shall not be interpreted as limiting the scope of the invention.
[実施例]
方法
[Example]
method
[実施例1]
土壌試料及び調製
1.土壌を40度通気式オーブンで2日乾燥する
2.磨砕なし、粉砕なし
3.織物篩を用いて-2mmまで篩い分けして可視植物、又は可視物質粒子を除去する
[Example 1]
Soil samples and preparation
1. Dry the soil in a ventilated oven at 40 degrees for 2 days.
2.No grinding or crushing
3. Sift through a woven sieve to -2mm to remove visible vegetation or visible material particles.
カラム充填
1.カラム詳細 直径20mm、高さ110mm、疎水性内面、多孔性フィルター 底部に11ミクロンの親水性ナイロン膜
2.カラムを膜と共に秤量する
3.3つの連続する土壌アリコートを、添加の間に各々3回軽くたたいて充填する。最終高さ7～8cm(画像システムで自動的に決定)
4.秤量する(例えば、カラム当たりの土壌の重量を決定する)
5.最低3つの土壌カラムを、一貫した充填手順で連続して充填する
Column Packing
1. Column details: Diameter 20 mm, height 110 mm, hydrophobic inner surface, porous filter with 11 micron hydrophilic nylon membrane at the bottom
2. Weigh the column with the membrane
3. Fill three successive soil aliquots, tapping each three times between additions, to a final height of 7-8 cm (determined automatically by the imaging system).
4. Weighing (e.g., to determine the weight of soil per column)
5. Fill a minimum of three soil columns in succession with a consistent filling procedure
土壌試料の湿潤特性
1.上で充填したカラムの1つの土壌床の上に20mmまで水を加える
2.同時に、浸潤画像、土壌内の浸潤前線、及び自由水レベル(メニスカスの中央)の低下を記録し始める。
3.浸潤速度と床の水保持の程度を計算する
Wetting properties of soil samples
1. Add water to 20mm above the soil bed of one of the columns filled above
2. At the same time, begin to record the infiltration image, the wetting front within the soil, and the drop in the free water level (middle of the meniscus).
3. Calculate the rate of infiltration and the degree of water retention on the floor
界面活性剤適用プロトコル
1.試験すべき界面活性剤の溶液を調製する。土壌試料当たり150μLで適用すべき濃度4g/L
2.土壌表面上均等に間隔をあけた複数の液滴による界面活性剤の適用
3.一定の重量に、例えば一定の重量に達するまで40℃超で乾燥する
4.上と同様に界面活性剤で修正された土壌での水浸潤性は同じデータ出力を与える(所要時間～10-15min)
5.修正された水浸潤速度及び床内水保持を計算する
Surfactant application protocol
1. Prepare a solution of the surfactant to be tested. The concentration to be applied is 4 g/L with 150 μL per soil sample.
2. Apply surfactant with multiple droplets evenly spaced over the soil surface
3. Dry at above 40°C until constant weight is reached, e.g.
4. Water infiltration in soil amended with surfactant as above gives the same data output (time required: 10-15 min)
5. Calculate the corrected water infiltration rate and in-bed water retention
計算及び報告
1.界面活性剤で修正された水浸潤速度(例えば、土壌床内cm/sで測定される)及び界面活性剤で修正された水保持を土壌床内の距離(例えば、水で満たされた土壌容積の%で測定される)の関数として報告するためのプログラムへのデータ入力
2.データ出力を業界仕様に対して再構成し、土壌タイプ及び位置に対する一次データを格納する。
Calculations and Reporting
1. Input data into a program to report surfactant-corrected water infiltration rate (e.g., measured in cm/s within the soil bed) and surfactant-corrected water retention as a function of distance within the soil bed (e.g., measured in % of soil volume filled with water).
2. Reconfigure data output to industry specifications and store primary data for soil type and location.
上記手順の利用
- この手順は、例えば、多試料可視化/記録システムを利用する手順に変換できる実験室業務として使用することができる
- この例は土壌試験実験室において慣用のプロセスに変換できる。
Using the above procedure
- This procedure can be used as a laboratory practice that can be translated into procedures that utilize, for example, a multi-sample visualization/recording system.
- This example can be translated into a routine process in a soil testing laboratory.
[実施例]
デバイス
[Example]
device
[実施例2]
表題「自動化多試料浸潤分析の使用、及び取り出し(Usage of automated multi-sample infiltration analysis, and take out)」
ラック数:10
自動化多試料浸潤分析
試料 :乾燥篩い分けした土壌
試料数 :3000
目標時間 :8週
[Example 2]
Title: "Usage of automated multi-sample infiltration analysis, and take out"
Number of racks: 10
Automated multi-sample infiltration analysis Sample: Dry, sieved soil Number of samples: 3000
Target time: 8 weeks
機器分析
土壌ごとの分析 :1対照+2処理
個々のチューブ数 :9000
ラック数 :10
ラック当たりの時間:0.5hr
合計時間 :450hr
作動時間 :15hr/日、5日/週、150ラック/週
必要とされる期間 :6週(1機器)
2つの機器 :～1月
Instrumental Analysis Analysis per soil: 1 control + 2 treatments Number of individual tubes: 9000
Number of racks: 10
Time per rack: 0.5hr
Total time: 450hr
Operating time: 15hr/day, 5days/week, 150 racks/week Required period: 6 weeks (1 device)
2 devices: ~January
試料/溶液
機器内チューブへの水適用(試験開始時固定量)
チューブへの界面活性剤溶液の適用(機器前)
手作業の充填:1.5hr/ラック(～3×機器使用時間/ラック)
Sample/Solution: Apply water to the tube inside the device (fixed amount at the start of the test)
Application of surfactant solution to the tubing (pre-instrument)
Manual loading: 1.5hr/rack (~3x machine time/rack)
[実施例3]
光学測定の試料データシート
1)
バーコード
2)
チューブラック識別コード 01
カラム識別コード 01-01
土壌カラム高さ 7.9cm
土壌カラム重量 35.25g
浸潤測定
3)
チューブラック#2識別コード A
カラム識別コード A-01
4)
データ
- チューブラック#2識別コード A
- カラム識別コード A-01
湿潤深さ{cm}対時間{s}{数値データ}
貯水深さ減少{cm}対時間{数値データ}
5)
データ解析
試料バーコード
湿潤深さ{cm}対時間{s}のプロット{数値データ}
水保持{%}対時間{s}のプロット{数値データ}
土壌疎水性の報告
土壌疎水性の報告
[Example 3]
Optical Measurement Sample Datasheet
1)
Barcode
2)
Tube rack identification code 01
Column Identification Code 01-01
Soil column height: 7.9cm
Soil column weight: 35.25g
Invasion measurements
3)
Column Identification Code A-01
4)
data
-
- Column identification code A-01
Wetting depth {cm} vs. time {s} {numerical data}
Water depth reduction {cm} vs. time {numerical data}
5)
Data Analysis Sample Barcode Wetting Depth {cm} vs Time {s} Plot {Numeric Data}
Plot of Water Retention {%} vs Time {s} {Numeric Data}
Report on soil hydrophobicity Report on soil hydrophobicity
[実施例4]
表題「土壌試料の取り扱いと界面活性剤の分析手順(Soil Sample Handling and Surfactant Analysis Procedure)」
実験用Swinburne光学浸潤計の使用に基づく
[Example 4]
Title: "Soil Sample Handling and Surfactant Analysis Procedure"
Based on the use of an experimental Swinburne optical infiltrometer
A)土壌試料及び調製
1.土壌を40度通気式オーブンで2日乾燥する
2.磨砕なし、粉砕なし
3.織物篩を用いて2mmまで篩い分けして可視植物、物質等を除去する
A) Soil samples and preparation
1. Dry the soil in a ventilated oven at 40 degrees for 2 days.
2.No grinding or crushing
3. Sift through a woven sieve to 2mm to remove visible vegetation, material, etc.
B)カラム充填
1.カラム詳細 直径およそ20mm、高さ110mm、疎水性内面、多孔性フィルター 底部に11ミクロンの親水性ナイロン膜
2.カラムを膜と共に秤量する
3.3つの連続する土壌アリコートを、添加の間に各々3回軽くたたいて充填する。最終高さ7～8cm(画像システムで自動的に決定)
4.秤量する(カラム当たりの土壌の重量を決定する)
5.最低3つの土壌カラムを一貫した充填手順で連続して充填する
B) Column packing
1. Column details: Diameter approximately 20 mm, height 110 mm, hydrophobic inner surface, porous filter, 11 micron hydrophilic nylon membrane at the bottom
2. Weigh the column with the membrane
3. Fill three successive soil aliquots, tapping each three times between additions, to a final height of 7-8 cm (determined automatically by the imaging system).
4. Weigh (to determine the weight of soil per column)
5. Fill a minimum of three soil columns in succession with consistent filling procedures
C)界面活性剤調製及び土壌への適用
1.試験すべき界面活性剤の溶液を調製する。土壌試料当たり150μLで適用すべき濃度4g/L
2.土壌試料(対照-土壌のみ、対の界面活性剤で修正した土壌)3チューブ
3.対のチューブのみに土壌表面上に細かなスプレーで界面活性剤を適用
4.対照に同じ容積の水を適用
5.40℃超で固定した時間乾燥する
C) Surfactant preparation and application to soil
1. Prepare a solution of the surfactant to be tested. The concentration to be applied is 4 g/L with 150 μL per soil sample.
2. Soil samples (control - soil only, paired surfactant-amended soil) 3 tubes
3. Apply surfactant with a fine spray onto the soil surface in the twin tube only.
4. Apply the same volume of water to the control
5. Dry above 40℃ for a fixed period of time
D)光学浸潤計における試料チューブの調製
1.充填した試料チューブをチューブ-ラックに装着する(対照-土壌のみ、対の界面活性剤で修正した土壌)
2.操作マニュアルに従って浸潤計を動作させる
D) Preparation of sample tubes in the optical infiltrometer
1. Load the filled sample tubes into the tube rack (control - soil only, soil amended with the paired surfactant)
2. Operate the infiltrometer according to the operation manual
E)土壌及び界面活性剤で修正した土壌試料の湿潤特性
1.対照及び界面活性剤で修正したカラムに土壌床の上20mmまで水を加える(一定容積の液体ディスペンサー)
2.浸潤計ソフトウェアにより、同時に、浸潤画像、土壌内の浸潤前線、及び自由水レベル(メニスカスの中央)の低下を記録し始める。
3.浸潤計ソフトウェアにより、浸潤速度と床内水保持の程度を計算する
E) Wetting characteristics of soil and surfactant-amended soil samples.
1. Add water to control and surfactant-amended columns to 20 mm above the soil bed (fixed volume liquid dispenser)
2. The infiltrometer software simultaneously begins to record the infiltration image, the wetting front within the soil, and the drop in the free water level (middle of the meniscus).
3. Calculate the infiltration rate and the degree of water retention in the bed using the infiltration meter software
F)計算及び報告
1.浸潤計プログラムへのデータ入力は、土壌床内距離(水で満たされた土壌容積%)の関数として界面活性剤で修正した水浸潤速度(土壌床内cm/sec)及び界面活性剤で修正した水の保持を報告する
2.データ出力を業界仕様に対して再構成し、土壌タイプ及び位置に対する一次データを格納する
F) Accounting and reporting
1. Data input into the infiltrometer program reports surfactant-corrected water infiltration rate (cm/sec in soil bed) and surfactant-corrected water retention as a function of distance in soil bed (% soil volume filled with water)
2. Reconfigure data output to industry specifications and store primary data for soil type and location
[実施例5]
A)土壌試料及び調製
1.土壌を40度通気式オーブンで2日乾燥する
2.磨砕なし、粉砕なし
3.織物篩を用いて-2mmまで篩い分けして可視植物物質等を除去する
[Example 5]
A) Soil samples and preparation
1. Dry the soil in a ventilated oven at 40 degrees for 2 days.
2.No grinding or crushing
3. Sift through a woven sieve to -2mm to remove visible plant material etc.
B)カラム充填
1.カラム詳細-20mm直径、高さ110mm、疎水性内面、多孔性フィルター 底部に11ミクロンの親水性ナイロン膜
2.カラムを膜と共に秤量する
3. 3つの連続する土壌アリコートを、添加の間に各々3回軽くたたいて充填する。最終高さ7～8cm(画像システムで自動的に決定)
4.秤量する(カラム当たりの土壌の重量を決定する)
5.最低3つの土壌カラムを一貫した充填手順で連続して充填する
B) Column packing
1. Column details - 20mm diameter, 110mm height, hydrophobic inner surface, porous filter with 11 micron hydrophilic nylon membrane at the bottom
2. Weigh the column with the membrane
3. Fill three successive soil aliquots, tapping each three times between additions, to a final height of 7-8 cm (determined automatically by the imaging system).
4. Weigh (to determine the weight of soil per column)
5. Fill a minimum of three soil columns in succession with consistent filling procedures
C)界面活性剤調製及び土壌への適用
1.試験すべき界面活性剤の溶液を調製する。土壌試料当たり150μLで適用すべき濃度4g/L
1.土壌試料(対照-土壌のみ、対の界面活性剤で修正した土壌)3チューブ
2.対のチューブのみ土壌表面上に細かなスプレーで界面活性剤を適用
3.対照に同じ容積の水を適用
4.40℃超で固定した時間乾燥する
光学浸潤計における試料チューブの調製
1.充填した試料チューブをチューブ-ラックに装着する(対照-土壌のみ、対の界面活性剤で修正した土壌)
2.操作マニュアルに従って浸潤計を動作させる
土壌及び界面活性剤で修正した土壌試料の湿潤特性
1.対照及び界面活性剤で修正したカラムに土壌床の上20mmまで水を加える(一定容積の液体ディスペンサー)
2.浸潤計ソフトウェアにより、同時に、浸潤画像、土壌内の浸潤前線、及び自由水レベル(メニスカスの中央)の低下を記録し始める。
3.浸潤計ソフトウェアにより、浸潤速度と床内水保持の程度を計算する
C) Surfactant preparation and application to soil
1. Prepare a solution of the surfactant to be tested. The concentration to be applied is 4 g/L with 150 μL per soil sample.
1. Soil samples (control - soil only, paired surfactant-amended soil) 3 tubes
2. Apply surfactant with a fine spray onto the soil surface only with the paired tube
3. Apply the same volume of water to the control
4. Dry for a fixed time above 40°C. Preparation of sample tubes in the optical infiltrator
1. Load the filled sample tubes into the tube rack (control - soil only, soil amended with the paired surfactant)
2. Operate the infiltrometer according to the operation manual. Wetting properties of soil and surfactant-amended soil samples
1. Add water to control and surfactant-amended columns to 20 mm above the soil bed (fixed volume liquid dispenser)
2. The infiltrometer software simultaneously begins to record the infiltration image, the wetting front within the soil, and the drop in the free water level (middle of the meniscus).
3. Calculate the infiltration rate and the degree of water retention in the bed using the infiltration meter software
D)計算及び報告
1.浸潤計プログラムへのデータ入力は、土壌床内距離(水で満たれた土壌容積%)の関数として界面活性剤で修正した水浸潤速度(土壌床内cm/sec)及び界面活性剤で修正した水の保持を報告する
2.データ出力を業界仕様に対して再構成し、土壌タイプ及び位置に対する一次データを格納する
（付記）
（付記１）
土壌の水浸潤性を改良し、及び/又は土壌の撥水性を調節するための土壌添加剤を指示する方法であって、
- 少なくとも1つの土壌試料を準備するステップ(S1)、
- 少なくとも1つの土壌試料を調製処理するステップ(S2)、
- 少なくとも1つの所定量の水を少なくとも1つの土壌試料に供給するステップ(S3)、
- 少なくとも1つの土壌試料と少なくとも1つの供給された所定量の水との接触に起因して吸収された少なくとも1つの土壌試料の水の量を決定するステップ(S4)、
- 決定された水の吸収量及び水飽和の程度に基づいて少なくとも1つの土壌試料の浸潤速度を計算するステップ(S5)、及び
- 少なくとも1つの土壌試料の計算された浸潤速度に基づいて複数の土壌添加剤のリストから使用すべき少なくとも1種の土壌添加剤を指示するステップ(S6)
を含む、方法
（付記２）
調製処理するステップ(S2)が、
- 少なくとも1つの土壌試料を篩にかけること、及び/又は
- 少なくとも1つの土壌試料を空気乾燥すること
を含む、付記１に記載の方法。
（付記３）
方法のステップのうちの少なくとも1つを、ハイスループットスクリーニングによって行う、付記１又は２に記載の方法。
（付記４）
一連の土壌試料の複数のカラムのうちの少なくとも1つのカラムを充填することを更に含む、付記３に記載の方法。
（付記５）
少なくとも1つの土壌試料と少なくとも1つの供給された所定量の水との接触に起因して吸収された少なくとも1つの土壌試料の水の量を決定するステップ(S4)が、
- 視覚による試料検査により浸潤前線を時間と共に記録すること、及び/又は
- 浸潤計を使用すること、及び/又は
- 透水計を使用すること
を含む、付記１から４のいずれかに記載の方法。
（付記６）
決定された水の吸収量に基づいて少なくとも1つの土壌試料の浸潤速度を計算するステップ(S5)が、
- 水浸潤時間を計算すること、及び/又は
- 水保持容量を計算すること
を含む、付記１から５のいずれかに記載の方法。
（付記７）
少なくとも1つの土壌試料の計算された浸潤速度に基づいて複数の土壌添加剤のリストから使用すべき少なくとも1種の土壌添加剤を指示するステップ(S6)が、
- 使用すべき少なくとも1種の土壌添加剤の種類を指示すること、及び/又は
- 使用すべき少なくとも1種の土壌添加剤の濃度を指示すること、及び/又は
- 使用すべき少なくとも1種の土壌添加剤の量を指示すること
を含む、付記１から６のいずれかに記載の方法。
（付記８）
少なくとも1つの土壌条件を規定するステップを更に含み、使用すべき少なくとも1種の土壌添加剤を指示すること(S6)が、規定された少なくとも1つの土壌条件に更に基づく、付記１から７のいずれかに記載の方法。
（付記９）
ステップ(S6)で指示される少なくとも1種の土壌添加剤が、界面活性剤、好ましくは非イオン性界面活性剤、特にエチレンオキシド/プロピレンオキシドブロックコポリマー及びC
6
-C
20
-アルキルポリグリコシドからなる群から選択される非イオン性界面活性剤、又は表面活性物質から選択される、付記１から８のいずれかに記載の方法。
（付記１０）
土壌の水浸潤性を改良し、及び/又は土壌の撥水性を調節するための土壌添加剤を指示する装置(100)であって、
- 少なくとも1つの土壌試料を準備するように構成された試料準備手段(101)、
- 少なくとも1つの土壌試料の調製処理を行うように構成された試料調製手段(102)、
- 少なくとも1つの所定量の水を少なくとも1つの土壌試料に供給するように構成された水供給手段(103)、
- 少なくとも1つの土壌試料と少なくとも1つの供給された所定量の水との接触に起因して吸収された少なくとも1つの土壌試料の水の量を決定するように構成された水量決定手段(104)、
- 決定された水の吸収量及び水飽和の程度に基づいて少なくとも1つの土壌試料の浸潤速度を計算するように構成された浸潤速度計算手段(105)、
- 少なくとも1つの土壌の計算された浸潤速度に基づいて複数の土壌添加剤のリストから使用すべき少なくとも1種の土壌添加剤を指示するように構成された指示手段(106)
を含む、装置(100)。
（付記１１）
ハンドヘルド型装置である、付記１０に記載の装置(100)。
（付記１２）
ハイスループットスクリーニングを行うように構成されている、付記１０又は１１に記載の装置(100)。
（付記１３）
試料調製手段(102)が、
- 少なくとも1つの土壌試料を篩にかける、及び/又は
- 少なくとも1つの土壌試料の空気乾燥を行う
ように構成されている、付記１０から１２のいずれかに記載の装置(100)。
（付記１４）
付記１０から１３のいずれかに記載の装置(100)の、土壌の水浸潤性を改良し、及び/又は土壌の撥水性を調節する少なくとも1種の土壌添加剤を指示するための使用。
（付記１５）
界面活性剤、好ましくは非イオン性界面活性剤、特にエチレンオキシド/プロピレンオキシドコポリマー及びアルキルポリグリコシドからなる群から選択される非イオン性界面活性剤、又は表面活性物質から選択される少なくとも1種の土壌添加剤を指示するための、付記１４に記載の使用。
D) Calculation and reporting
1. Data input into the infiltrometer program reports surfactant-corrected water infiltration rate (cm/sec in soil bed) and surfactant-corrected water retention as a function of distance in soil bed (% soil volume filled with water)
2. Reconfigure data output to industry specifications and store primary data for soil type and location
(Additional Note)
(Appendix 1)
1. A method for directing a soil additive for improving water infiltration properties of soil and/or adjusting water repellency of soil, comprising:
- preparing at least one soil sample (S1),
- preparing (S2) at least one soil sample,
- providing (S3) at least one predetermined amount of water to the at least one soil sample,
- determining (S4) an amount of water of the at least one soil sample absorbed due to contact of the at least one soil sample with the at least one provided amount of water,
- calculating (S5) the infiltration rate of the at least one soil sample based on the determined water uptake and the degree of water saturation; and
- indicating at least one soil additive to be used from a list of a plurality of soil additives based on the calculated infiltration rate of the at least one soil sample (S6).
A method comprising:
(Appendix 2)
The preparation step (S2)
- sieving at least one soil sample; and/or
- Air-dry at least one soil sample.
2. The method of
(Appendix 3)
3. The method of
(Appendix 4)
4. The method of
(Appendix 5)
Determining the amount of water of the at least one soil sample absorbed due to contact of the at least one soil sample with the at least one supplied amount of water (S4) comprises:
- recording the invasion front over time by visual inspection of samples, and/or
- using an infiltrometer, and/or
- Use a permeameter
5. The method of any one of
(Appendix 6)
A step (S5) of calculating an infiltration rate of the at least one soil sample based on the determined water uptake,
- Calculating the water soak time, and/or
- Calculate water holding capacity
6. The method of any one of
(Appendix 7)
indicating at least one soil additive to be used from a list of a plurality of soil additives based on the calculated infiltration rate of the at least one soil sample (S6);
- indicating the type of at least one soil additive to be used; and/or
- indicating the concentration of at least one soil additive to be used; and/or
- indicating the amount of at least one soil additive to be used;
7. The method of any one of
(Appendix 8)
8. The method of any one of
(Appendix 9)
A method according to any of
(Appendix 10)
1. An apparatus (100) for indicating a soil additive for improving the water infiltration properties of soil and/or adjusting the water repellency of soil, comprising:
- sample preparation means (101) configured to prepare at least one soil sample,
- sample preparation means (102) configured to carry out a preparation process of at least one soil sample,
- water supply means (103) configured to supply at least one predetermined amount of water to the at least one soil sample;
- water amount determining means (104) configured to determine an amount of water of the at least one soil sample absorbed due to contact of the at least one soil sample with at least one supplied amount of water,
- infiltration rate calculation means (105) configured to calculate an infiltration rate of the at least one soil sample based on the determined water uptake and the degree of water saturation,
- indicating means (106) configured to indicate at least one soil additive to be used from a list of a plurality of soil additives based on the calculated infiltration rate of the at least one soil.
The apparatus (100).
(Appendix 11)
11. The device (100) of claim 10, which is a handheld device.
(Appendix 12)
12. The apparatus (100) of claim 10 or 11, configured to perform high throughput screening.
(Appendix 13)
A sample preparation means (102),
- sieving at least one soil sample; and/or
- Air-dry at least one soil sample.
13. The apparatus (100) of any one of claims 10 to 12, configured as follows:
(Appendix 14)
14. Use of the device (100) according to any one of claims 10 to 13 for injecting at least one soil additive for improving the water infiltrability of the soil and/or adjusting the water repellency of the soil.
(Appendix 15)
15. The use according to claim 14 for indicating at least one soil additive selected from surfactants, preferably non-ionic surfactants, in particular non-ionic surfactants selected from the group consisting of ethylene oxide / propylene oxide copolymers and alkyl polyglycosides, or surface-active substances.
Claims (14)
- 少なくとも1つの土壌試料を準備するステップ(S1)、
- 少なくとも1つの土壌試料を調製処理するステップ(S2)、
- 少なくとも1つの所定量の水を少なくとも1つの土壌試料に供給するステップ(S3)、
- 浸潤前線を時間と共に記録することにより、少なくとも1つの土壌試料と少なくとも1つの供給された所定量の水との接触に起因して吸収された少なくとも1つの土壌試料の水浸潤速度を決定するステップ(S4、S5)、及び
- 少なくとも1つの土壌試料の計算された浸潤速度に基づいて複数の土壌添加剤のリストから使用すべき少なくとも1種の土壌添加剤を指示するステップ(S6)
を含む、方法 1. A method for directing a soil additive for improving water infiltration properties of soil and/or adjusting water repellency of soil, comprising:
- preparing at least one soil sample (S1),
- preparing (S2) at least one soil sample,
- providing (S3) at least one predetermined amount of water to the at least one soil sample,
- determining the rate of water infiltration of the at least one soil sample absorbed due to contact of the at least one soil sample with at least one given amount of water by recording the wetting front over time (S4 , S5 ); and
- indicating at least one soil additive to be used from a list of a plurality of soil additives based on the calculated infiltration rate of the at least one soil sample (S6).
A method comprising:
- 少なくとも1つの土壌試料を篩にかけること、及び/又は
- 少なくとも1つの土壌試料を空気乾燥すること
を含む、請求項1に記載の方法。 The preparation step (S2)
- sieving at least one soil sample; and/or
2. The method of claim 1, comprising air drying the at least one soil sample.
- 視覚による試料検査により浸潤前線を時間と共に記録すること、及び/又は
- 浸潤計を使用すること、及び/又は
- 透水計を使用すること
を含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。 The step (S4 , S5 ) of determining a water infiltration rate of the at least one soil sample absorbed due to contact of the at least one soil sample with at least one supplied amount of water comprises:
- recording the invasion front over time by visual inspection of samples, and/or
- using an infiltrometer, and/or
The method according to any one of claims 1 to 4, comprising using a permeameter.
- 使用すべき少なくとも1種の土壌添加剤の種類を指示すること、及び/又は
- 使用すべき少なくとも1種の土壌添加剤の濃度を指示すること、及び/又は
- 使用すべき少なくとも1種の土壌添加剤の量を指示すること
を含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。 indicating at least one soil additive to be used from a list of a plurality of soil additives based on the calculated infiltration rate of the at least one soil sample (S6);
- indicating the type of at least one soil additive to be used; and/or
- indicating the concentration of at least one soil additive to be used; and/or
- indicating the amount of at least one soil additive to be used.
- 少なくとも1つの土壌試料を準備するように構成された試料準備手段(101)、
- 少なくとも1つの土壌試料の調製処理を行うように構成された試料調製手段(102)、
- 少なくとも1つの所定量の水を少なくとも1つの土壌試料に供給するように構成された水供給手段(103)、
- 浸潤前線を時間と共に記録することにより、少なくとも1つの土壌試料と少なくとも1つの供給された所定量の水との接触に起因して吸収された少なくとも1つの土壌試料の水浸潤速度を決定するように構成された水浸潤速度決定手段(104、105)、及び
- 少なくとも1つの土壌の計算された浸潤速度に基づいて複数の土壌添加剤のリストから使用すべき少なくとも1種の土壌添加剤を指示するように構成された指示手段(106)
を含む、装置(100)。 1. An apparatus (100) for indicating a soil additive for improving the water infiltration properties of soil and/or adjusting the water repellency of soil, comprising:
- sample preparation means (101) configured to prepare at least one soil sample,
- sample preparation means (102) configured to carry out a preparation process of at least one soil sample,
- water supply means (103) configured to supply at least one predetermined amount of water to the at least one soil sample;
- water infiltration rate determination means (104, 105) configured to determine the rate of water infiltration of the at least one soil sample absorbed due to contact of the at least one soil sample with at least one supplied amount of water by recording the wetting front over time , and
- indicating means (106) configured to indicate at least one soil additive to be used from a list of a plurality of soil additives based on the calculated infiltration rate of the at least one soil.
The apparatus (100).
- 少なくとも1つの土壌試料を篩にかける、及び/又は
- 少なくとも1つの土壌試料の空気乾燥を行う
ように構成されている、請求項9から11のいずれか一項に記載の装置(100)。 A sample preparation means (102),
- sieving at least one soil sample; and/or
- An apparatus (100) according to any one of claims 9 to 11, configured for air drying of at least one soil sample.
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